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BILLET INVITE Energie : Stockage/Batteries – Point de situation en France par Olivia
Un réseau de recherche et technologie pour les batteries unique en France
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/64081.htm (cliquez sur le lien)
Le stockage électrochimique de l’énergie représente un enjeu stratégique. Aussi, dans le but d’accélérer l’innovation et le développement de l’activité industrielle dans le secteur des batteries, a-t-il été décidé de créer le premier réseau français de recherche et technologie sur les batteries. Sous l’impulsion de l’Alliance Nationale de Coordination de la Recherche pour l’Energie (ANCRE), celui-ci va rassembler les principaux acteurs de la recherche publique et les industriels.
PLUS DE BATTERIE EN SUIVANT :
Principaux objectifs de ce réseau : réduire les délais de transfert des connaissances des laboratoires vers l’industrie, offrir aux industriels une vision claire des projets des différents laboratoires, enfin définir une stratégie scientifique ambitieuse partagée entre ces différents acteurs. Ainsi les industriels auront désormais la possibilité d’accéder directement à l’ensemble des découvertes et des brevets issus des centres de recherche et de nouer des partenariats avec un ou plusieurs laboratoires du réseau.
Ce réseau national s’appuiera sur deux centres de recherche, un centre de recherche amont et un centre de recherche technologique, qui travailleront en étroite collaboration. Le centre de recherche amont aura pour mission d’explorer les nouveaux concepts de batteries et plus particulièrement les matériaux à hautes performances.
Piloté par le CNRS, il sera constitué de 8 laboratoires français parmi lesquels le Laboratoire de Réactivité et Chimie des Solides (Université de Picardie Jules Verne/CNRS), dirigé par Mathieu Morcrette, au sein duquel travaille le professeur Jean-Marie Tarascon, un chercheur mondialement réputé à qui l’on doit les batteries plastiques lithium-ions actuellement commercialisées. Rappelons que cet universitaire oeuvre depuis plusieurs années pour fédérer la recherche française et européenne dans le domaine des batteries avec, en particulier, la création, en 2007, du laboratoire virtuel européen (ALISTORE-ERI) qui recherche (23 universitaires européens), valorisation (création d’un club industriel européen rassemblant 14 industriels) et formation (master européen labellisé Erasmus Mundus en 2007).
De son côté, le centre de recherche technologique, piloté par le CEA, testera et validera les concepts de batterie issu du centre de recherche amont. Pour l’essentiel il s’appuiera sur les activités du CEA/Grenoble-Chambéry avec le soutien notamment de l’IFP, de l’INERIS et de l’INRETS.
Côté industriel, les principaux acteurs français impliqués dans le développement et l’industrialisation des batteries sont au nombre de 3 : SAFT, Batscap et la Société de Véhicules Electriques (SVE). SAFT est plutôt spécialisée dans la fabrication des batteries de haute technicité, notamment pour des systèmes spatiaux, aéronautiques et militaires. Pour sa part, Batscap, filiale de Bolloré et d’EDF, travaille sur la filière novatrice des batteries lithium Métal Polymère en s’appuyant sur son expérience dans la fabrication des films de polymères servant à l’emballage. Quant à SVE, créée ne 2002 par le Groupe Industriel Marcel Dassault, elle conçoit, développe et commercialise des systèmes batterie lithium-ion de haute performance et des systèmes de gestion de l’énergie pour véhicules électriques. SVE a notamment mené un programme d’expérimentation sur route de véhicules équipés de systèmes de traction électrique lithium-ion.
La France tient une position paradoxale dans le champ du stockage de l’énergie. Reconnue internationalement pour la qualité de sa recherche, elle est peu présente sur l’aval de la filière, sur la production de batteries, dans un marché dominé par les pays asiatiques.
A moyen et long terme, l’ambition de la France pour la filière stockage de l’énergie doit être
double :
– A court et moyen terme, la France doit conserver un leadership en matière de recherche dans le domaine de l’électrochimie
– La filière française doit pouvoir fournir les deux tiers du marché français des batteries d’ici 2015, en particulier pour le marché des applications embarquées
– Le pays doit devenir le premier pays européen producteur de batteries à l’horizon 2020, en devenant notamment le pays le plus attractif pour des producteurs étrangers.
Dans le contexte de développement du véhicule décarboné et de la diversification des systèmes de production d’électricité, les technologies de stockage de l’énergie sont devenues stratégiques pour l’économie française. L’action publique doit porter sur le développement d’une offre française compétitive dans le cadre d’une filière intégrée. Il s’agit donc de créer une filière de production des batteries.
Le marché mondial des batteries :
Le potentiel de croissance des produits de stockage de l’énergie est considérable. Il est lié dans un premier temps au développement des véhicules décarbonés, dont la batterie est l’élément central. Il sera lié dans un deuxième temps à l’augmentation de la part des énergies intermittentes dans le mix énergétique.
Le marché des batteries devrait passer de 10 milliards d’euros aujourd’hui à 15 milliards d’ici à 2015, voire 27 milliards. Les investissements nécessaires s’élèveraient à quelque 30 milliards de dollars d’ici à 2020.
Sans surprise, les véhicules électriques et hybrides alimenteront largement cette croissance. L’électromobilité pourrait compter pour 40 % de la demande de batteries lithium-ion en 2018. Mais pas seulement. « Le prochain grand marché est celui du stockage des énergies renouvelables. Les accumulateurs devront avoir une durée de vie de vingt ans », relate John Searle, PDG de Saft.
Quelques technologies :
La technologie lithium-ion la plus répandue s’appuie sur une cathode en cobalt, efficace mais onéreuse et sujette à la surchauffe comme l’ont montré les explosions d’ordinateurs portables ou d’Iphone. D’autres concepts émergent. Le lithium-fer phosphate affiche une grande stabilité et une longue durée de vie, au détriment de la densité (90 à110 Wh/kg). Ou le remplacement du graphite de l’anode, l’emploi de titane ou d’étain pouvant réduire à trois minutes la recharge d’un équipement nomade.
Pour améliorer la sécurité, certains laboratoires développent des matériaux ternaires, associant le cobalt à d’autres métaux, manganèse ou aluminium. En France, le CEA et sa jeune spin-off Prolion, créée en 2009, sont en pointe.
Et pour l’avenir ? La technologie émergente lithium-air fait figure de Graal. Avec une densité énergétique supérieure à 2 000 Wh/kg, elle permettrait de rendre les voitures électriques aussi performantes que les meilleurs modèles thermiques. Celui qui en tiendra la clé sera alors le nouveau roi du pétrole.
Principaux intervenants et objectifs :
Les fabricants asiatiques, tels les japonais Sanyo et Sony ou le chinois BYD, fournissent déjà 95 % de la production mondiale des batteries lithium et nickel et les américains, dont Johnson Control, les 5 % restants. Les industriels chinois, japonais ou coréens bénéficient de leur avance historique en matière d’équipements nomades.
Top 7 des fabricants de batteries lithium-ion :
http://cjoint.com/data/hxjarJbsaz.htm
La France ou les États-Unis veulent répondre par le volontarisme politique. Barack Obama a annoncé 2,4 milliards de dollars de crédits à la filière des véhicules électriques… dont 1,5 milliard pour les seules batteries. « Je veux que les voitures du futur et les technologies qui les propulsent soient développées aux Etats-Unis », a-t-il affirmé. Le premier bénéficiaire sera la société commune de Saft et de Johnson Controls, qui recevra 299 millions de dollars pour implanter une usine dans le Michigan. Premier fabricant mondial de batteries plomb pour voitures, Johnson Controls veut étendre son leadership au lithium-ion… Mieux, Saft recevra 95,5 millions de dollars supplémentaires pour fabriquer des batteries industrielles en Floride.
En France, le gouvernement promet 1,5 milliard d’euros de soutien public. Il accompagnera notamment le projet de Renault à Flins, mené en collaboration avec le CEA et AESC (co-entreprise entre Nissan et NEC). Et financera un centre de recherche à Grenoble. L’investissement total, réalisé à travers le Fonds stratégique d’investissement (FSI), atteindra 1,5 milliard d’euros, dont la moitié avant 2014.
Mais n’est-il pas trop tard ? En 2008, Sanyo, le leader mondial toutes technologies confondues, a investi 190 millions de dollars, Mitsubishi Heavy 100 millions, Sony 369 millions et Matsushita 950 millions. Des chiffres à donner le vertige, tout comme la succession d’alliances. Sanyo a été racheté par Panasonic, Bosch et Samsung se sont alliées. Le français SVE (Dassault), après plusieurs revirements stratégiques, va finalement s’associer avec le coréen Dow Kokam.
Actualités diverses :
Le Japan Electric Vehicle Club, une association de citoyens qui se consacrent au développement des véhicules électriques, a réussi à rouler avec une voiture légère sur une distance dépassant les 1000 km, sans effectuer une seule recharge des batteries.
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/63491.htm
JFE Engineering a présenté au salon 2010 des réseaux intelligents de Tokyo un nouveau système super-rapide de charge des batteries de véhicules électriques. Il peut charger une batterie à 70% de sa capacité en 5 minutes.
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/63778.htm
Le Ministère de la Protection de l’environnement chinois, a exprimé l’objectif de la Chine de « faire baisser la pollution routière et de réduire les émissions de CO2 de 20% d’ici cinq ans ». Un chiffre ambitieux quand on sait que chaque jour 1200 nouvelles voitures sont mises en circulation dans les rues de Pékin. La Chine multiplie entre autres à cet effet ses stations de recharge pour voitures électriques :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/63068.htm
Les pièces de carrosserie et de structure pour les véhicules automobiles pourraient un jour faire office de batterie.
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/62621.htm
